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1.4电动机
一、单选题
1.如图为实验室常用电流表的内部结构图。多匝金属线圈悬置在磁体的两极间,线圈与一根指针相连。当线圈中有电流通过时,它受力转动带动指针偏转,便可显示出电流的大小。下列与此工作原理相同的电器设备是( )
A.电灯 B.电铃 C.发电机 D.电动机
2.研究人员制造了一种可以在水下工作的水母机器人。部分结构如图,伞状体中放入永磁铁,当薄膜内的液体金属导体通一定电流时,薄膜能运动。它的工作原理与下列设备或用电器工作原理一致的是( )
A.电动机 B.电磁起重机 C.发电机 D.电铃
3.下列装置中,根据“通电导体在磁场中受到力的作用”原理制成的是( )
A.电动机 B.电铃 C.电饭煲 D.电热毯
4.一次科学探究活动中,小明把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间,惊讶地发现灯丝在晃动。关于这种现象,下列说法正确的是( )
A.灯丝晃动是一种电流的磁现象
B.灯丝晃动时受力平衡
C.灯丝晃动是受到磁体的吸引作用
D.灯丝晃动是磁场对通电线圈的作用
5.用如图所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况。接通电源,发现导体ab向右运动;把电源正负极对调后接入电路,发现导体ab向左运动。这个实验事实说明通电导线在磁场中受力( )
A.方向与电流方向有关 B.方向与磁感线方向有关
C.大小与电流大小有关 D.大小与磁场强弱有关
6.如图所示,线圈abcd位于磁场中,K与1接通时,ab段导线受磁场力F的方向向上;当K改为与2接通时,ab段导线受磁场力( )
A.方向向下 B.方向向上
C.为零,因为电源反接 D.为零,因为电路一定是开路
7.通电线圈在磁场中会转动,但摆动几下后停在某一位置,这个位置是( )
A. 不受磁场力的位置
B. 受平衡力的位置
C. 电路中无电流的位置
D. 线圈所在平面与磁感线平行的位置
8.如图所示是直流电动机的模型,闭合开关后线圈顺时针转动。现要使线圈逆时针转动,下列方法中可行的是( )
A.只改变电流大小 B.只改变电流方向
C.对换磁极同时改变电流方向 D.换用磁性更强的磁铁
9.如图所示四个实验现象中,揭示了电动机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
10.要改变直流电动机的转动速度,可采用的办法是( )
A.改变电流的方向
B.改变磁感线的方向
C.同时改变电流方向和磁感线方向
D.只改变电流的大小
二、填空题
11.如图所示,悬挂在细金属丝上的金属棒AB处在磁场中。
(1)当C、D两个线头没有接到电池组的正、负极上时,AB棒保持静止不动,而一旦使C、D两个线头接触到电池组的正、负极,AB棒立即摆动起来,这一现象说明 。
(2)当两个线头分别接触C、D两极时,金属棒相对蹄形磁铁向里摆动。如果将两个线头对调一下再接触C、D两极,则看到金属棒相对蹄形磁铁向外摆动,这一现象说明 。
(3)如果将两个线头用如图所示的方式接触C、D,把蹄形磁铁上下翻转一下(S极在上),则金属棒也相对蹄形磁铁向外摆动。这一现象说明了 。
12.上图是安装好的直流电动机模型接入电路的情况。
(1)合上开关,假定电动机会按顺时针方向转动,若要使电动机逆时针转动,写出一种方法 。
(2)合上开关,若将滑动变阻器的滑片P向左移动,则电动机的转速将 。
(3)电动机的工作原理是 。
13.第一个发现电和磁联系的科学家是 ,这为电动机和发电机的发明奠定了基础.在做“让线圈转起来”的实验中,将线圈两端引线的漆皮,一端全部刮掉,另一端只刮半周(如图),其作用与直流电动机中的 作用相似.采用“刮漆”的办法( 能/不能)改变线圈中的电流方向。
14.直流电动机中,换向器的作用是当线圈转到 位置时,就能自动改变线圈中的 方向,使线圈可以不停地转动下去。
15.如图所示是直流电动机的原理图.
(1)直流电动机的原理是 。
(2)直流电动机工作时,将 能转化为 能。
(3)图中的N,S叫做 ,A,B叫做 ,C,D叫做 ,A,B和C,D组成了 。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】分析各个选项中包含的物理原理即可。
【解答】根据“当线圈中有电流通过时,它受力带动指针偏转”可知,电流表的工作原理为通电导体在磁场中受力运动。
A.电灯的工作原理为电流的热效应,故A不合题意;
B.电铃的主要结构为电磁铁,工作原理为电流的磁效应,故B不合题意;
C.发电机的工作原理为电磁感应现象,故C不合题意;
D.电动机的工作原理为通电导体在磁场中受力运动,故D符合题意。
故选D。
2.【答案】A
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】分析各个选项中用电器的工作原理即可。
【解答】根据“当薄膜内的液体金属导体通一定电流时,薄膜能运动”可知,它的工作原理为通电导体在磁场中受力运动。
A.电动机的工作原理为通电导体在磁场中受力运动,故A符合题意;
B.电磁起重机的工作原理为电磁铁,即电流周围存在磁场,故B不合题意;
C.发电机的工作原理为电磁感应现象,故C不合题意;
D.电铃的主要结构为电磁铁,即电流周围存在磁场,故D不合题意。
故选A。
3.【答案】A
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】日常生活中由于电网供电是交流电,所以家庭使用的电风扇、洗衣机等电器中的电动机都是交流电动机。交流电动机也是依靠通电导体在磁场中所受的力来运转的。电动机构造简单、控制方便、效率高、无污染,广泛地运用在日常生活和各种生产中,人类社会的发展离不开电动机。
【解答】根据“通电导体在磁场中受到力的作用”原理制成的是电动机。
故答案为A.
4.【答案】D
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】通电导线在磁场中要受到力的作用,力的方向与电流方向及磁场方向有关。
【解答】正在发光的灯泡放到U形磁体中间,灯丝会因为在磁场中受到力的作用而晃动。
故答案为D.
5.【答案】A
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】根据实验现象分析实验结论即可。
【解答】ab向右运动,说明它受到的磁力向右;ab向左运动,说明它受到的磁力向左。电源的正负极对调,则通过ab的电流方向发生改变,则这个事实可以说明通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
6.【答案】A
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】通电导线在磁场中要受到力的作用,力的方向与电流方向及磁场方向有关。当电流方向或磁场方向发生改变时,导线的受力方向也发生改变。
【解答】如图所示,线圈abcd位于磁场中,K与1接通时,ab段导线受磁场力F的方向向上;当K改为与2接通时,磁场方向不变,导体中电流方向相反,则ab段导线受磁场力方向相反,即向下。
故答案为A.
7.【答案】B
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】给线圈通电,线圈会发生转动,转动到某一位置时,不能继续转动下去,而是摆动几下后就停下来,这是由于这一位置时线圈 两边受到的力的大小相等,方向相反,并与线圈在同一个平面上,使线圈受力平衡,我们把这个位置称为线圈的平衡位置。
【解答】通电线圈在磁场中会转动,但摆动几下后停在某一位置,这个位置是 受平衡力的位置。这一位置中线圈依然受到磁场力的作用,电路中依然有电流,但这一位置未必与磁感线平行。
故答案为B.
8.【答案】B
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】通电导线在磁场中要受到力的作用,力的方向与电流方向及磁场方向有关。当电流方向或磁场方向发生改变时,导线的受力方向也发生改变。
【解答】示是直流电动机的模型,闭合开关后线圈顺时针转动,现要使线圈逆时针转动,可行的方法有改变电流方向,或者对换磁极。
故答案为B.
9.【答案】C
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】电动机的工作原理是:通电导体在磁场中受到力的作用。
【解答】A、是奥斯特实验图,小磁针发针偏转说明通电导体周围有磁场,不符合题意;
B、是探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系实验,不符合题意;
C、电路中有电流,通电线圈或导体受到磁场力的作用发生运动,是电动机的工作原理,符合题意;
D、是电磁感应的实验图,属于发电的原理,不符合题意。
故答案为:C
10.【答案】D
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】AB、当改变线圈中电流方向或改变磁场方向时,线圈中受力的方向将变化,则直流电机的转向将发生变化,而电动机的转速不变,故AB错误;C、若同时改变电流方向及磁场方向,线圈的受力方向是不变的,电动机转动方向与转速均不变化,故C错误;D、只改变电流的大小或只改变磁场强弱.能改变力的大小,从而可以改变电动机的转速,故D正确.
故选D
【分析】动机的转速由电动机线圈受到的磁场力决定,电流越大、磁场越强,电机转速越大。
11.【答案】(1)通电导线在磁场中受到力的作用
(2)通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关
(3)通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】通电导线在磁场中要受到力的作用,力的方向与电流方向及磁场方向有关。当电流方向或磁场方向发生改变时,导线的受力方向也发生改变。
【解答】(1)在题图中,当C、D两个线头没有接到电池组的正、负极上时,AB棒保持静止不动,而一旦使C、D两个线头接触到电池组的正、负极,AB棒立即摆动起来,这一现象说明通电导线在磁场中受到力的作用。(2)当两个线头分别接触C、D两极时,金属棒相对蹄形磁铁向里摆动。如果将两个线头对调一下再接触C、D两极,则看到金属棒相对蹄形磁铁向外摆动,这一现象说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。(3)如果将两个线头用如图所示的方式接触C、D,把蹄形磁铁上下翻转一下(S极在上),则金属棒也相对蹄形磁铁向外摆动。这一现象说明了通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。
故答案为:(1)通电导线在磁场中受到力的作用;(2)通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关;(3)通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关
12.【答案】(1)改变磁极方向
(2)变小
(3)通电线圈在磁场中受力转动
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】(1)通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关;
(2)通电导体在磁场中的受力大小与磁场强弱和电流大小有关;
(3)根据电动机的工作原理解答。
【解答】(1)合上开关,假定电动机会按顺时针方向转动,若要使电动机逆时针转动,方法为:①改变磁极方向;②改变电流方向。
(2)合上开关,若将滑动变阻器的滑片P向左移动,则变阻器啊接入的阻值变大,那么通过电动机的电流变小,则电动机的转速将变小。
(3)电动机的工作原理是:通电线圈在磁场中受力转动。
13.【答案】奥斯特;换向器;能
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】第一个发现电和磁联系的人是奥斯特,这为电动机和发电机的发明奠定了基础;同时在直流电动机中,为了使线圈持续的转动下去,一般是通过换向器在平衡位置及时的改变电流的方向,致使线圈所受力的方向发生改变,从而使得线圈持续的转动。刮掉漆皮的线圈的作用等同于直流电动机的换向器,它的作用是当线圈刚转过平衡位置时,改变电流的方向,保证了线圈持续的转动下去。故答案为:奥斯特;换向器;能.
【分析】在物理学中,第一个发现电和磁联系的人是奥斯特,即他在给学生上课时,无意间发现放在通电导线周围的小磁针发生了偏转,进而在以上现象的前提下继续研究而发现了电和磁的联系;该线圈之所以能转动,是据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的,但是该线圈在转过平衡位置时,若不改变电流的方向,此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动,故为了使线圈持续转动,将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周,这样在一个半周内受到磁场的力的作用,另一个半周利用惯性转动;而真正的直流电动机工作时,为了让线圈持续的转动下去,即是通过换向器在线圈越过平衡位置时,改变线圈中的电流的方向,即改变线圈所受力的反向,使线圈持续的转动下去。
14.【答案】平衡;电流
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动原理制成的,在线圈转过平衡位置时,如果不改变电流的方向,线圈中两根导体的受力方向不变,在力的作用下线圈将在平衡位置附近来回摆动,为了使线圈能够持续转动,在输入电流时采用换向器,它的作用是当线圈刚转过平衡位置时,改变电流的方向,保证了线圈持续的转动下去。故答案为:平衡;电流
【分析】直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,由于电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关,因此要改变电动机的转动方向有两种方法:①可保持磁场方向不变,改变电流方向;②可保持电流方向不变,改变磁场方向。在制作直流电动机时安装了换向器,当线圈转过平衡位置时自动改变线圈中电流的方向,从而改变线圈的受力方向,使线圈能够保证持续转动。
15.【答案】(1)通电线圈在磁场中受力转动
(2)电;机械
(3)磁极;电刷;铜半环;换向器
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】(1)直流电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的;(2)直流电动机在工作时,消耗电能,将其转化为机械能;(3)图中的N、S叫做磁极,A、B是电刷,C、D叫做铜半环,A、B和C、D组成了换向器,它的作用是当线圈刚转过平衡位置时,改变电流的方向,保证了线圈持续的转动下去。故答案为:(1)通电线圈在磁场中受力转动;(2)电;机械;(3)磁极;电刷;铜半环;换向器
【分析】直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的;通电线圈在磁场中受力转动,将电能转化为机械能;根据直流电动机模型的构造填写名称,记准各部分的名称和换向器的作用是解题的关键。
试题分析部分
1、试卷总体分布分析
总分:43分
分值分布 客观题(占比) 30.0(69.8%)
主观题(占比) 13.0(30.2%)
题量分布 客观题(占比) 12(80.0%)
主观题(占比) 3(20.0%)
2、试卷题量分布分析
大题题型 题目量(占比) 分值(占比)
填空题 5(33.3%) 23.0(53.5%)
单选题 10(66.7%) 20.0(46.5%)
3、试卷难度结构分析
序号 难易度 占比
1 容易 (100.0%)
4、试卷知识点分析
序号 知识点(认知水平) 分值(占比) 对应题号
1 通电导体在磁场中的受力方向的判断 11.0(25.6%) 5,6,7,8,11
2 直流电动机的构造原理与工作过程 24.0(55.8%) 9,10,12,13,14,15
3 磁场对通电导线的作用 8.0(18.6%) 1,2,3,4
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